## ANALISA LINEAR SUPERPOSITION DALAM KELOLA GETARAN TANAH HASIL PELEDAKAN PADA PERTAMBANGAN BATUBARA
Linier Superposition Analysis on Managing Blasting Ground Vibration in Coal Mining
Dhion Pradatama 1 , Chani Pradasara 2 , dan Syarif Nurdiansyah 3
1,2 Technical Services Engineer, PT Multi Nitrotama Kimia, Jakarta Selatan, DKI Jakarta
3 Area Manager, PT Multi Nitrotama Kimia, Banjarmasin, Kalimantan Selatan
Artikel masuk :September 2019 , Artikel diterima : Oktober 2019, Atikel terbit : November 2019
*Dhion Pradatama : dhion@mnk.co.id
Doi :

## ABSTRAK
Getaran  tanah  merupakan  getaran  yang  ditimbulkan  akibat  dari  proses peledakan tambang.  Selama  ini  getaran  tanah  dianggap  sebagai  waste  energy  yang  dapat merusak  dan menjadi  isu terhadap  lingkungan  di  sekitar  area  tambang.  PT. Multi Nitrotama  Kimia  sebagai  perusahaan  jasa  penjualan  bahan  peledak  di  Indonesia memiliki kustomer dengan isu demikian, salah satunya adalah PT Adaro Indonesia. Guna menanggulangi isu tersebut, dilakukan rekayasa teknik terhadap getaran tanah yang dihasilkan dengan prinsip linear superposition menggunakan metode signature hole analysis (SHA) untuk meminimalisir getaran tanah yang ditimbulkan. Penelitian dan percobaan dilakukan menggunakan metode Signature Hole Analisys (SHA) untuk merekam perambatan gelombang di setiap range blok – strip tertentu terhadap area konsen. Gelombang yang telah terekam dianalisis dengan fitur Linear Superposition untuk  mendapatkan  rekomendasi  waktu  tunda  beserta  prediksi  getaran  tanah.. Rekomendasi yang didapat adalah waktu tunda pada inter-hole dan inter-row yang mana  akan  diterapkan  untuk  peledakan  selanjutnya.  Berdasarkan  analisis menggunakan  metode  Signature  Hole  Analysis,  rekomendasi  waktu  tunda  yang diberikan  dapat  diterapkan  untuk  mengakomodir  prinsip  linear  superposition gelombang.  Penerapannya  dapat  dioptimalkan  menggunakan  inter-deck  delay sehingga meminimalisir getaran tanah yang dihasilkan. Dibuktikan oleh getaran tanah yang dihasilkan menggunakan rekomendasi tersebut selalu di bawah standar yang ditetapkan (PVS = < 2.00 mm/s).

## Indonesian Mining Professionals Journal
Volume 1, Nomor 1, Bulan November 2019 https://jurnal.perhapi.or.id/impj
ISSN : 2714-8823 (Print); ISSN : -
Kata kunci:
Getaran Tanah, Linier Superposition,  Signature  Hole Analysis. .

## ABSTRACT
One  of  the  blasting  process  effect  is  ground  vibration.  Ground vibration currently consider as waste energy which it can infere and be an issue to the environment. PT. Multi Nitrotama Kimia as blasting service and explosives sales in Indonesia has customers dealing with that issues, one of them is PT Adaro Indonesia. To overcome the issue, engineering  approach  is  done  to  the  ground  vibration  by  changing waste  energy  into  work  energy  with  the  principle  of  linear superposition  using  the  signature  hole  analysis  (SHA)  method  to minimize  the  ground  vibration.  Researches  and  experiments  are carried out using the Signature Hole Analysis (SHA) method to record wave  propagation  in  each  range  of  certain  blocks  -  strips  to  the concern  area.  The  recorded  waves  are  analyzed  with  the  Linear Superposition  feature  to  obtain  delay  time  recommendation  along with the predicted vibration. The recommended delay time obtained is the delay time on inter-hole and inter-row which will be applied for next  blasting.Based  on  the  Signature  Hole  Analysis  method,  the recommended  delay time  given can  be  applied to  accommodate  the linear superposition wave principle. Its application can be optimized using  inter-deck  delay  to  minimize  ground  vibration  produced.  Its proven  by  ground  vibrations  produced  using  the  recommendations always below the specified standard (PVS = <2.00 mm / s).

## Keywords:
Ground Vibration, Signature Hole Analysis, Linear Superposition

## PENDAHULUAN
Peledakan pada massa batuan mempunyai beberapa tujuan,  yaitu :  membongkar  atau  melepaskan  batuan (bahan  galian)  dari  batuan  induknya  atau  memecah dan memindahkan batuan. Kegiatan peledakan dapat memberikan dampak ground vibration (getaran tanah), air blast (suara ledakan), flyrock (batu terbang). Ground vibration  (getaran  tanah)  merupakan  getaran  yang ditimbulkan  akibat  dari  proses  peledakan.  Selama  ini getaran  tanah  dianggap  sebagai  waste  energy  yang dapat merusak dan menjadi isu terhadap lingkungan di sekitar  area  tambang.  PT.  Multi  Nitrotama  Kimia sebagai  perusahaan  jasa  peledakan  dan  penjualan bahan peledak di Indonesia memiliki customer dengan isu ground vibration, yaitu PT Adaro Indonesia.
Pit  Tutupan  North  merupakan  salah  satu  area operasional  PT  Adaro  Indonesia  yang  memiliki  isu dengan  lingkunga.  Pit  Tutupan  North  berada  dekat dengan  area  kritis  yaitu  berupa  infrastruksur perusahaan  migas  (Sumur,  Tanki,  Kantor)  dan lingkungan penduduk (Gambar 1) dengan jarak yang sekarang hamper 100  – 1500 m yang mana menjadi perhatian terhadap pengaruh dari getaran tanah akibat peledakan (Gambar 2).
Gambar 1. Infrastruktur Perusahaan Migas Sebagai Titik Konsen Pit Tutupan North (PT Adaro Indonesia, 2019)
Gambar 2. Peta Pit Tutupan North dan Area Konsen (PT

## Adaro Indonesia, 2019)
Sesuai  dengan  regulasi  dari  Standar  Nasional Indonesia  (SNI  7571:2010)  tentang  dampak  getaran tanah  akibat  peledakan  terhadap  bangunan  dan
infrastruktur  yang  ada  di  sekitar  area  penambangan, mengharuskan  getaran  tanah  atau  nilai  Peak  Vector Sum  (PVS)  yang  dihasilkan  dari  peledakan  di  Pit Tutupan  North  <2  mm/s  (Tabel  1).  Guna menanggulangi isu tersebut, maka dilakukan rekayasa terhadap getaran tanah yang dihasilkan. Getaran tanah yang  semula  adalah  waste  energy  dapat  dirubah menjadi  work  energy  dengan  prinsip  linear superposition  menggunakan  metode  signature  hole analysis  (SHA)  untuk  meminimalisir  getaran  tanah yang ditimbulkan.
Jika  dua  gelombang  atau  lebih  merambat  dalam medium yang sama dan pada waktu yang sama, akan menyebabkan simpangan dari partikel dalam medium. Simpangan  resultan  merupakan  jumlah  aljabar  dari simpangan  (positif  dan  negatif)  dari  masing-masing gelombang. Hal ini disebut prinsip superposisi. Linear superposition  merupakan  suatu  prinsip  gelombang dimana  jika  dua  atau  lebih  gelombang  dengan  fase berbeda  merambat  pada  medium  dan  waktu  yang sama dan memiliki amplitudo dan panjang gelombang yang  sama  akan  menghasilkan  simpangan  resultan sebesar  nol  (Gambar  3).  Prinsip  inilah  yang diujicobakan  untuk  mengatasi  isu  pada  Pit  Tutupan dengan  merencanakan  sedemikian  mungkin  waktu tunda (inter-row dan inter-hole delay) yang digunakan pada  operasi  peledakannya  sehingga  dapat mengakomodir prinsip linear superposition ini. Prinsip ini  diharapkan  dapat mengurangi  getaran  tanah  hasil peledakan.
Demi  mendukung  kinerja  prinisip  ini,  maka  perlu dilakukan  terlebih  dahulu  Signature  Hole  Analysis (SHA). Signature Hole Analysis adalah analisis dengan merekam  gelombang  dari  satu,  atau    banyak  lubang ledak  standar.  Sensor  getaran  akan  ditempatkan diantara  tempat  yang  sensitive  terhadap  struktur getaran, (yaitu dinding, bangunan, bendungan), hal ini akan  memberikan  informasi  mengenai  homogenitas masa batuan.
Berdasarkan  analisis  ini  dapat  dilakukan  permodelan gelombang  yang  mana  dapat  menghasilkan rekomendasi  untuk  waktu  tunda  (interrow  dan interhole)  yang  dapat  mengakomodir  prinsip  linear superposition tersebut.
Gambar 3. Prinsip Linear Superposition gelombang
Tabel 1. Baku tingkat getaran peledakan terhadap kelas dan jenis Kelas Jenis bangunan Peak Vector Sum (mm/detik) 1 Bangunan kuno yang  dilindungi  undang-undang  benda  cagar  budaya  (Undang- undang No. 6 tahun 1992). 2 2 Bangunan  dengan  pondasi,  pasangan  bata  dan  adukan  semen  saja,  termasuk bangunan dengan pondasi dari kayu dan lantainya diberi adukan semen. 3 3 Bangunan dengan pondasi, pasangan bata dan adukan semen diikat dengan slope beton. 5 4 Bangunan dengan pondasi, pasangan bata dan adukan semen slope beton, kolom dan rangka diikat dengan ring balk. 7 - 20 5 Bangunan dengan pondasi, pasangan bata dan adukan semen, slope beton, kolom dan diikat dengan rangka baja. 12 - 40
Sumber: Standar Nasional Indonesia, (SNI 7571 : 2010)
Output  dari  signature  hole  analysis  ada  dua,  yaitu analisis  scaled  distance,  dimana  akan  didapatkan prediksi nilai getaran yang akan dihasilkan berdasarkan pada jumlah isian bahan peledak dengan jarak terhadap area konsen. Kedua adalah linear superposition dengan simulasi  waktu  tunda  yang  dapat  diterapkan  pada kegiatan peledakan nanti. Pada metode signature hole, alat ukur (blasting monitor) ditempatkan secara paralel terhadap lubang ledak dan berada diantara dari lubang ledak dengan area konsen.
Oleh karena itu dilakukan peledakan signature hole di Pit Tutupan North. Signature hole  analysis di Pit  Tutupan North  dilakukan  dengan  peledakan  pada  tujuh  lubang standar dengan waktu tunda antar lubangnya yaitu 1m/s, 2.000 m/s, 4.000 m/s, 6.000 m/s, dan 8.000 m/s, 10.000 m/s,  dan  12.000 m/s dengan isian  bahan  peledak  per lubang  sebanyak  75  Kg  dengan  kedalaman  masing- masing  8  meter.  Waktu  tunda  didesain  dengan  waktu yang  panjang  bertujuan  agar  dalam  pengolahan  data
dapat  membedakan  gelombang  antar  lubang  yang terekam  berdasarkan  waktu  tunda  tersebut.  Getaran (PVS) yang berhasil direkam oleh BM1 dan BM2 pada lubang SHA1 adalah 23,14 mm/s dan 21,72 mm/s, SHA2 adalah 20,36 mm/s dan 27,53 mm/s, SHA3 adalah 23,74 mm/s dan 16,45 mm/s, SHA4 adalah 26,96 mm/s dan 20,20 mm/s, SHA5 adalah 22,56 mm/s dan 25,59 mm/s, SHA6 adalah 29,24 mm/s dan 20,85 mm/s, dan SHA7 adalah 27,09 mm/s (Gambar 4).
Setelah  gelombang  peledakan  signature  hole  berhasil terekam,  selanjutnya  gelombang-gelombang  tersebut akan  dianalisis  untuk  mengeluarkan  amplitudo gelombang tersebut keluar dari fasenya dengan prinsip linear superposition. Data gelombang tersebut dianalisis menggunakan software dengan advanced module, yang mana  hasil  analisisnya  akan  berupa  simulasi  waktu tunda  (inter-row,  inter-hole,  dan  inter-deck  delay)  dan prediksi nilai getaran yang dihasilkan (Gambar 5).
Gambar 4. Desain Peledakan Signature Hole (PT SIS, 2019)
Gambar 5. Analisis Gelombang Signature Hole (Technical Services Department, 2019)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam analisisnya dibutuhkan permodelan gelombang dan analisis mengeluarkan amplitudo gelombang dari fasenya  dengan  prinsip  linear  superposition  untuk menghasilkan model gelombang yang komprehensif.
Setelah  dilakukan  analisis  terhadap  gelombang signature hole, maka akan didapatkan simulasi waktu tunda berupa inter-row, inter-hole, dan inter-deck delay, berdasarkan  prinsip  linear  superposition,  beserta dengan prediksi getaran yang akan dihasilkan (Gambar 6).
Berdasarkan analisis, waktu tunda (inter-row dan inter- hole) yang direkomendasikan untuk peledakan di area Pit  Tutupan  North  adalah  54ms  x  68ms  untuk  area North 1, 108ms x 108ms untuk area North 2, 31ms x
53ms untuk area  CT1, dan 47ms x 78ms untuk area CT2 (Tabel 2). Waktu tunda yang direkomendasikan ini akan  digunakan  sebagai  desain  waktu  tunda  pada peledakan di Pit Tutupan North (Gambar 7).
Berdasarkan analisis menggunakan metode Signature Hole  Analysis,  rekomendasi  waktu  tunda  yang diberikan dapat diterapkan untuk mengakomodir prinsip linear  superposition  gelombang. Penerapannya  dapat dioptimalkan menggunakan inter-deck delay sehingga meminimalisir  getaran  tanah  yang  dihasilkan  dan distribusi  energy  yang  lebih  baik.  Penggunaan rekomendasi waktu tunda (inter-hole dan inter-row) ini harus  diperbarui  dengan  melakukan  signature  hole analysis  per  periode  waktu  tertentu  apabila  terjadi perubahan  yang  signifkan  pada  elevasi  rencana peledakan sehingga dapat mewakili area tersebut.
Gambar 6. Output analisis gelombang signature hole berdasarkan linear superposition (Technical Services Department, 2019)
Tabel 2. Rekomendasi Inter-Hole dan Inter-Row Pit Tutupan North
Tutupan Sub Area Inter-Hole (ms) Inter-Row (ms) North 1 54 68 68 54 North 2 108 108 108 108 CT 1 31 53 53 31 CT 2 47 78 78 47
Sumber: Technical Services Department (2019)
Gambar 7.  Desain Peledakan berdasarkan prinsip linear superposition (Technical Services Department, 2019)

## KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  analisis  signature  hole  dan  hasil rekomendasi melalui prinsip linear superposition yang kemudian  diimplementasikan  pada  peledakan  di  Pit Tutupan  North  menunjukkan  hasil  yang  positif. Dibuktikan  oleh  hasil  getaran  tanah  rata-rata  yang dihasilkan  selama  kegiatan  peledakan  pada  tahun 2019  di  Pit  Tutupan  North  dengan  menggunakan
rekomendasi  tersebut  selalu  tidak  melebihi  batas maksimal  PPV  yang  ditetapkan  (<  2.00  mm/s) (Gambar  8)  dengan  menggunakan  desain  inter-row dan  inter-hole  yang  dapat  mengakomodir  prinsip linear superposition. Selanjutnya, sebagai improvemet  lanjutan  dapat  dilanjutkan  uji  coba dengan  optimalisasi  delay  menggunakan  inter-deck delay berdasarkan prinsip linear superposition.
Gambar 8. Rangkuman Hasil Getaran Tanah di Pit Tutupan North (PT Adaro Indonesia, 2019)
1,21 1,18 1,25 1,33 1,2 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 January February March April May PV S (m m /s) Bulan Summary Hasil Getaran Tanah di Pit Tutupan North PVS (mm/s) Nilai Ambang Batas (mm/s)

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  ingin  mengucapkan  terima  kasih  kepada PT.Adaro  Indonesia  sebagai  pelanggan  PT.Multi Nitrotama  Kimia  yang  memberikan  dukungan  dan persetujuan mereka untuk menerbitkan makalah ini.

## DAFTAR PUSTAKA
________. (2010). Blastware Operator Manual  Handbook. (pp.  6.35-6.58).  Instantel  Inc.,  Ottawa,  Ontario,
Canada.
Hustrulid. W. (1999). Blasting Principles for Open Pit Mining. (Vol.  1,  pp.  272-273).  A.A.  Balkema,  Rotterdam, Brookfield.
Yang,  R.,  Scovira,  D.  S.,  &  Patterson,  N.  J.  (2009).  “An integrated  approach  of  signature  hole  vibration monitoring and modeling for quarry vibration control”. International  symposium  on  Rock  fragmentation  by blasting, FRAGBLAST 9, pp. 597-605.